(57)【要約】【課題】  ＬＥＤを封止する工程が簡略化され、さらに、発光効率が高く、導光板との結合も容易であるＬＥＤモジュールを提供すること。【解決手段】  本発明の発行ダイオードモジュール１は、表面に凹部４が形成された基板２と、凹部内に実装された青色ＬＥＤチップ１０と、表面の凹部以外の部分に実装された赤色または／および緑色ＬＥＤチップ１４、１６と、凹部に充填された黄色蛍光体を含む封止樹脂層１２と、基板の凹部以外の表面および黄色蛍光体を覆って配置された透明封止樹脂層１８とを備えている。【選択図】      図２
2007067000.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光ダイオードモジュールであって、
表面に凹部が形成された基板と、
前記凹部内に実装された青色ＬＥＤチップと、
前記表面の凹部以外の部分に実装された赤色または／および緑色ＬＥＤチップと、
前記凹部に充填された黄色蛍光体を含む封止樹脂層と、
前記基板の凹部以外の表面および前記黄色蛍光体を覆って配置された透明封止樹脂層と、を備えている、
ことを特徴とする発光ダイオードモジュール。
【請求項２】
前記凹部の内面及び配線パターンは、高反射率となっている、
請求項１に記載の発光ダイオードモジュール。
【請求項３】
前記透明封止樹脂層に拡散剤を含んでいる、
請求項１または２に記載の発光ダイオードモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオードモジュールに関し、詳細には、青色発光ダイオード（青色ＬＥＤ）と黄色蛍光体等によって白色を得る発光ダイオードモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶表示装置において、エッジライトタイプのＬＥＤバックライトが広く使用されている。このようなＬＥＤバックライトは、面状の導光板と、導光板の端面に取り付けられた発光ダイオード（ＬＥＤ）モジュール等から構成される。このようなＬＥＤモジュールの光源としては、白色発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いる場合が多い。
【０００３】
このような白色ＬＥＤとして、青色ＬＥＤと黄色蛍光体によって白色を得るものが知られている。このタイプの白色ＬＥＤでは、ＩｎＧａＮ等を含む青色ＬＥＤからの励起光で、ＹＡＧ：Ｃｅ（セリウム添加イットリウム・アルミニウム・ガーネット）等の黄色蛍光体を発光させ、黄色蛍光体を透過する青色光と、蛍光体からの黄色光とを混合して白色を得ている。しかし、この方式は、高い演色性が得られず、高電流になると色度のずれを生ずる等の問題を有する。
【０００４】
また、近紫外光ＬＥＤでＲＧＢ三色の蛍光体を照射して白色を得る白色ＬＥＤも知られている。このタイプの白色ＬＥＤは、近紫外線を発するＬＥＤからの近紫外線によりＲＧＢ蛍光体を励起して白色光を得ており、３波長蛍光灯と同様に、演色性が高く、色斑が少ないという特性を持っている。しかし、蛍光体を介することによるエネルギーロスが、青色ＬＥＤと黄色蛍光体とによって白色を得るタイプの白色ＬＥＤより大きいため、発光効率が悪く、さらに周辺の材料を紫外劣化させ、輝度低下を生じさせる等の問題を有する。
【０００５】
したがって、省電力や輝度が優先され、極めて高い演色性が求められないような、ノートパソコンや携帯電話のモニタ等の用途では、青色ＬＥＤと黄色蛍光体によって得られたる白色を、赤色および緑色の単色ＬＥＤで補正する構成が提案されている。
【０００６】
このような構成としては、基板上に実装された青色ＬＥＤ、赤色ＬＥＤおよび緑色ＬＥＤのベアチップを黄色蛍光体が分散された樹脂で一括封止したもの（特許文献１参照）、および、基板に青色ＬＥＤ、赤色ＬＥＤおよび緑色ＬＥＤのベアチップを実装して青色ＬＥＤは黄色の蛍光体を分散させた樹脂で、赤色ＬＥＤおよび緑色ＬＥＤは透明な樹脂で封止したもの（特許文献２参照）等が提案されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−５５７７２号公報
【特許文献２】特開２００５−１４２３１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１の構成は、赤色ＬＥＤチップおよび緑色ＬＥＤチップからの光も、黄色蛍光体が分散された樹脂中を伝播するために、これらの成分が蛍光体によって減衰し、発光効率が悪くなるという問題を有している。
【０００９】
また、特許文献２の構成は、青色ＬＥＤチップと赤色ＬＥＤチップおよび緑色ＬＥＤチップとを別々に封止していく必要があるため製造工程が複雑になり、また、樹脂の表面を平坦化することが難しいため、導光板の端面との結合が必要となるエッジライト方式の光源には適さないという問題がある。
【００１０】
本発明はこのような問題を解決するためになされたものであり、ＬＥＤを封止する工程が簡略化され、さらに、発光効率が高く、導光板との結合も容易であるＬＥＤモジュールを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によれば、発光ダイオードモジュールであって、表面に凹部が形成された基板と、前記凹部内に実装された青色ＬＥＤチップと、前記表面の凹部以外の部分に実装された赤色または／および緑色ＬＥＤチップと、前記凹部に充填された黄色蛍光体を含む封止樹脂層と、前記基板の凹部以外の表面および前記黄色蛍光体を覆って配置された透明封止樹脂層と、を備えている、ことを特徴とする発光ダイオードモジュールが提供される。
【００１２】
このような構成によれば、ＬＥＤを封止する工程では、まず、青色ＬＥＤチップが実装されている凹部に黄色蛍光体を含む封止樹脂を充填し、その後に、黄色蛍光体含有封止樹脂層を含む基板の表面全体を透明封止樹脂層で被覆するという単純な作業で封止が完了する。したがって、モジュールの製造が簡略化される。
また、モジュールの上面全体が透明封止樹脂層のみで構成されるので、モジュール上面を平坦にすることが容易である。したがって、導光板の端面と結合する必要があるエッジライトタイプのバックライトの光源として使い易くなる。
【００１３】
本発明の他の好ましい態様によれば、前記凹部の内面及び配線パターンは、高反射率となっている。
【００１４】
本発明の他の好ましい態様によれば、前記透明封止樹脂層に拡散剤を含んでいる。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように、本発明によれば、ＬＥＤを封止する工程が簡略化され、さらに、発光効率が高く、導光板との結合も容易であるＬＥＤモジュールが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照して本発明による第１実施形態の発光ダイオードモジュール１（ＬＥＤモジュール）の構成を説明する。図１は、ＬＥＤモジュール１の平面図であり、図２は、ＬＥＤモジュール１が導光板に結合された状態のＬＥＤチップの配列方向に直交する方向の断面図であり、図３は、ＬＥＤモジュール１が導光板に結合された状態のＬＥＤチップの配列方向に沿った断面図である。
【００１７】
本実施形態では、ＬＥＤモジュール１を、ノートパソコン、モニタ等の液晶ディスプレイ装置におけるエッジライト方式バックライトの光源として使用されるＬＥＤモジュールとして説明するが、ＬＥＤモジュール１は他の用途にも使用可能である。
【００１８】
ＬＥＤモジュール１は、アルミニウム等の金属製の細長い板からなる基板２を備えている。基板２の表面２ａには、複数のすり鉢状の凹部４が、基板２の長手方向に沿って所定間隔で形成されている。また、基板２の裏面２ｂは、図示しない放熱シートを介し、放熱フィン６に連結されている。
【００１９】
凹部４の内表面には、配線パターン８が設けられている。配線パターン８は、銀メッキした銅箔等の導電性且つ反射性材料で形成されている。
【００２０】
基板２は、アルミニウム基材上に絶縁層を塗布し、その上に銅箔等の導体を貼り付け、フォトリソグラフィによって導体を配線パターン８に成形し、その後、金型を使用して凹部４を形成することにより、上述の構造に加工される。
【００２１】
各凹部４の底部分には、青色光を発生する青色ＬＥＤチップ１０が実装されている。青色ＬＥＤチップ１０は、いわゆる面発光タイプのＬＥＤであり、凹部４の開口に向かって青色光を放射するように凹部４内で配置されている。
【００２２】
青色ＬＥＤチップ１０の下面のアノード電極（図示せず）は、導電性シートを介して基板２の配線パターン８に接続され、上面のカソード電極（図示せず）は、リード線（図示せず）で配線パターン８にボンディングされている。凹部４内の配線パターン８は、ＬＥＤチップを実装するための電極パッド、ＬＥＤチップのカソード電極からのリード線をボンディングするための電極パッド及びそれらの電極パッドに電源を供給するための配線からなる。
【００２３】
青色ＬＥＤチップ１０が底部に実装されている凹部４には、黄色蛍光体が分散された封止樹脂が充填された黄色蛍光体含有封止樹脂層１２が形成される。
黄色蛍光体含有封止樹脂層１２に使用する封止樹脂としては、高透明性、高屈折率、及び低粘度での優れた作業性を有し、硬化物の変色劣化がないこと、即ち、耐フロー、耐熱性及び耐候性に優れている樹脂が好ましい。本実施形態では、封止樹脂として、光や熱による劣化が少ない屈折率１．４１の二液式のシリコーン樹脂を使用している。
【００２４】
また、封止樹脂中に分散される黄色蛍光体は、青色ＬＥＤチップ１０が、ＩｎＧａＮ青色ＬＥＤである場合には、セリウム（Ｃｅ）あるいはプラセオジウム（Ｐｒ）で付活されたイットリウム・アルミニウム酸化物蛍光物質をベースとした（ＹＡＧ系蛍光体）等が用いられる。
【００２５】
基板２の表面２ａの凹部４と凹部４の間の部分には、赤色光を放射する赤色ＬＥＤチップ１４と、緑色光を放射する緑色ＬＥＤチップ１６とが１つづつ並べて実装されている。
赤色ＬＥＤチップ１４および緑色ＬＥＤチップ１６も、青色ＬＥＤチップ１０と同様に、いわゆる面発光タイプのＬＥＤであり、基板２の表面２ａに直交する方向に光を放射するように配置されている。
【００２６】
蛍光体の特性によっては、緑色ＬＥＤ或いは赤色ＬＥＤチップのどちらかのみを実装することもできる。
赤色または／および緑色ＬＥＤの配線パターン８は、基板２の凹部４内の青色の配線パターンと同じである。
【００２７】
本実施形態では、青色ＬＥＤチップ１０としては１.０ｍｍ角のチップを、赤色および緑色ＬＥＤチップ１４、１６としては０．３８ｍｍ角のチップを使用した。また、隣接する青色ＬＥＤチップ１０の間隔は、９．３ｍｍとした。
更に、青色ＬＥＤチップ１０として、最大駆動電流が３５０〜４００ｍＡのチップを、赤および緑色ＬＥＤチップ１４、１６として最大駆動電流が５０〜７０ｍＡのチップを使用した。
【００２８】
赤色ＬＥＤチップ１４および緑色ＬＥＤチップ１６が実装されている凹部４の間の部分(すなわち凹部以外の表面２ａ）および凹部４内の黄色蛍光体含有封止樹脂層１２の表面は、透明封止樹脂層１８で被覆されている。
透明封止樹脂層１８に使用される封止樹脂も、高透明性、高屈折率、及び低粘度での優れた作業性を有し、硬化物の変色劣化がないこと、即ち、耐フロー、耐熱性及び耐候性に優れている樹脂が好ましい。本実施形態では、封止樹脂は、光や熱による劣化が少ない屈折率１．４１の二液式のシリコーン樹脂を使用している。
【００２９】
透明封止樹脂層１８には、拡散剤を含有させてもよい。拡散剤としては、シリコーン樹脂の屈折率と異なる粒子であり、耐熱性の高いものが好ましい。例えば、分散を良くするためにフェニルシラン処理した数μｍオーダーのシリカ粒子、または数１００ｎｍ〜数μｍオーダーの気泡等が拡散剤として使用される。
本実施形態では、孔の開いた型枠とスキージを使用して、封止樹脂を印刷の要領で基板２上に被覆した。
【００３０】
このような構成を有するＬＥＤモジュール１は、例えば図２および図３に示されているように、内側面が反射鏡の役割を果たす筺体２０を介して導光板２２に結合される。このとき、透明封止樹脂層１８の上端面が、導光板２２の側端面２２ａに結合されることになる。なお、本実施形態では、導光板２２の厚さは、５．０ｍｍである。
【００３１】
このような構成を有するＬＥＤモジュールでは、封止工程が容易であり、発光効率が高い。また、緑および赤のＬＥＤチップからの緑色、赤色光で、青色ＬＥＤと黄色蛍光体によって生成された白色光が色補正されるので、演色性に優れた光源となる。
【００３２】
また、凹部４の内壁及び配線パターン８が光を反射するリフレクタとしての機能するため、別体の反射板を設けることなくＬＥＤからの光の利用効率を向上させることができ、また配線パターンから基板の金属材料に熱を逃がすことにより温度上昇を抑制でき、さらに、別体のリフレクタの接合が無い為、封止剤漏れ、気泡の発生等の問題が生じない等の利点がある。
【００３３】
本発明の上記実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範囲内で種々の変更、変形が可能である。
【００３４】
上述した実施形態では、封止樹脂として二液式のシリコーン樹脂を使用したが、本発明の黄色蛍光体含有封止樹脂層、透明封止樹脂層用の封止樹脂はこれに限定されない。封止樹脂として、例えば、エポキシ樹脂、酸無水物を硬化剤としたもの、オニウム塩を硬化触媒としてカチオン重合させたもの、フェノール樹脂等の硬化剤を配合したものや、アミン系の硬化剤を組み合わせたもの等を使用することができる。
【００３５】
筐体２０を基板２に連結した状態で、黄色蛍光体を分散させた封止樹脂を基板２上に流し込み、基板２を透明封止樹脂層１８で被覆させる構成でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】発光ダイオードモジュール１の平面図である。
【図２】ＬＥＤモジュール１が導光板に結合された状態のＬＥＤチップの配列方向に直交する方向の断面図である。
【図３】ＬＥＤモジュール１が導光板２に結合された状態のＬＥＤチップの配列方向に沿った断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１：発光ダイオードモジュール（ＬＥＤモジュール）
２：基板
４：凹部
６：放熱フィン
８：配線パターン
１０：青色ＬＥＤチップ
１２：黄色蛍光体含有封止樹脂層
１４：赤色ＬＥＤチップ
１６：緑色ＬＥＤチップ
１８：透明封止樹脂層
【図１】
2007067000.tif 000003
【図２】
2007067000.tif 000004
【図３】
2007067000.tif 000005